【導讀】標準，并能在無屏蔽的雙絞線上每秒傳輸100兆位的信息。以太網(wǎng)的發(fā)展史是如此的吸引人，以致于無數(shù)的技術驕子和名聲顯赫的公司都拜倒在她的石榴裙下。的前景和誘人的財富，實際上整個產(chǎn)業(yè)界都將在聯(lián)結不同計算機設備這一概念上騰飛。以太網(wǎng)的核心思是使用共享的公共傳輸信道。共享數(shù)據(jù)傳輸信道的思想來源于夏威夷大學。60年代未，該校的NormanAbramson及其同事研制了一個名為ALOHA系統(tǒng)的無線電網(wǎng)絡。島上和海洋船舶上的卡片閱讀機和終端連接起來而開發(fā)的。線電信道作兩路數(shù)據(jù)傳輸。使用該頻道的站愈多，發(fā)生碰撞的機率愈高，從而導致傳輸延遲增加和信息流通量降。年，ALOHA通過同步訪問而改進成時隙ALOHA成組廣播系統(tǒng)，使效率提高一倍多。在研制過程中，Metcalfe把他的工命名為。Bell想討論DEC和Xerox共同建造以太網(wǎng)LAN的設想，Metcalfe認。想保護它的專利、限制Metcalfe為DEC工作。商討將以太網(wǎng)轉變成產(chǎn)業(yè)標準的計劃，最后Xerox邁出了這一步。使DEC和Xerox在產(chǎn)業(yè)標準上合作的障礙之一是反托拉斯法。

　　

【正文】 加了網(wǎng)絡操作所需要的能力。例如象前面已談到的當你在 LAN 上使用字處理程序時 ,你的 PC 機操作系統(tǒng)的行為象在沒有構成 LAN 時一樣，這正是 LAN 操作系統(tǒng)軟件管理了你對字處理程序的訪問。網(wǎng)絡操作系統(tǒng)運行在稱為服務器的計算機上 ,并由連網(wǎng)的計算機用戶共享 ,這類用戶稱為客戶。 NOS 與運行在工作站上的單用戶操作系統(tǒng)或多用戶操作系統(tǒng)由于提供的服務類型不同而有差別。一般情況下， NOS 是以使網(wǎng)絡相關特性最佳為目的的。如共享數(shù)據(jù)文件、軟件應用以及共享硬盤、打印機、調制解調器、掃描儀和傳真機等。一般計算機的操作系統(tǒng) ，如 DOS 和 OS/2等 ,其目的是讓用戶與系統(tǒng)及在此操作系統(tǒng)上運行的各種應用之間的交互作用最佳。 為防止一次由一個以上的用戶對文件進行訪問，一般網(wǎng)絡操作系統(tǒng)都具有文件加鎖功能。如果沒有這種功能 ,將不會正常工作。文件加鎖功能可跟蹤使用中的每個文件 ,并確保一次只能一個用戶對其進行編輯。文件也可由用戶的口令加鎖 ,以維持專用文件的專用性。 NOS 還負責管理 LAN 用戶和 LAN 打印機之間的連接。 NOS 總是跟蹤每一個可供使用的打印機以及每個用戶的打印請求 ,并對如何滿足這些請求進行管理 ,使每個端用戶的操作系統(tǒng)感到所希望的打印機猶如與其計算機直接相連。 NOS 還對每個網(wǎng)絡設備之間的通信進行管理 ,這是通過 NOS 中的媒體訪問法來實現(xiàn)的。 NOS 的各種安全特性可用來管理每個用戶的訪問權利 ,確保關鍵數(shù)據(jù)的安全保密。因此 ,NOS從根本上說是一種管理器 ,用來管理連接、資源和通信量的流向。 三 . LAN 的發(fā)展史 在計算機應用的初期 ,人們使用的都是大中型計算機 ,通常簡稱為主機。需要使用計算機的人必須向計算機操作人員提交請求 ,而且在獲準上機后，必須等待數(shù)小時或幾天才能得到結果。 后來 ,隨著電子技術的發(fā)展 ,通過 終端連到了主機上 ,從而人們不必進入機房 ,只需從辦公室的終端上便可提交請求。 再后來又出現(xiàn)了中小型計算機，操作系統(tǒng)也隨之出現(xiàn)。這時用戶已經(jīng)能夠以交互操作方式向中心機提交請求。然而，計算機的普及使用只是在 70年代出現(xiàn)了個人計算機 (PC)后才得以實現(xiàn)的。 1981 年出現(xiàn)的 IBM PC 機的處理能力和存儲能力已經(jīng)可同早幾年的大型機相媲美。隨著 PC的大量投入市場 ,人們發(fā)現(xiàn) ,每臺 PC 配置一臺磁盤驅動器和打印機，當時在費用上實在難以承受。于是出現(xiàn)了資源共享的方式 :磁盤服務器和共享打印機。這是一種硬件和軟件的組合 ,它可使幾個PC 用戶很方便地對公共硬盤驅動器進行共享式訪問。第一個磁盤服務器是在 CP/M 操作系統(tǒng)下運行的。 早期的 LAN，用戶對硬盤驅動器的共享訪問是經(jīng)過連到共享驅動器的計算機實現(xiàn)的。計算機中的軟件將公享的硬盤驅動器分成稱為 卷 的區(qū)域，每個用戶一個。在用戶看來 ,用戶分得的 卷 猶如他自己的專用盤驅動器。硬盤通常還包括公用卷 ,使用戶共享信息。 在目前 LAN 中，磁盤服務器已經(jīng)由文件服務器取代。文件服務器無論在使用戶共享文件方面 ,還是幫助用戶跟蹤他們的文件方面都優(yōu)于磁盤服務器。有些 LAN 能支持多個文 件服務器 ,每個服務器又有多個硬盤驅動器與之相連 ,從而使 LAN 很容易擴充。 除硬盤驅動器為 PC 用戶共享外，第二個供 PC 用戶共享的設備是打印機。目前 , 每種 LAN都能有這種能力，而且在多數(shù)情況下 ,打印服務器已成了整個 LAN 軟件包的一部分 ,而不是一臺獨立的計算機。 利用 LAN 打印服務器 ,用戶僅可使用與一定文件服務器相連的打印機 ,或使用與網(wǎng)絡上任何用戶工作站相連的打印機。 LAN 管理器可以限制對一定打印機的訪問。用戶也可將幾個文件發(fā)送到同一個打印機。這些特點和其它特點取決于使用的 LAN 軟件特性。 其 它類型的服務器也已出現(xiàn) ,如通訊服務器、數(shù)據(jù)庫服務器等，將在以后的專題中介紹。需要強調的是 ,LAN 是通過將一組 PC 連接到指定為服務器的機器上來實現(xiàn)的 ,連接媒體可有多種 ,如同軸電纜等。 四 . LAN 的基本組成 要構成 LAN,必須有其基本組成部件。 LAN 既然是一種計算機網(wǎng)絡 ,自然少不了計算機，特別是個人計算機 (PC)。幾乎沒有一種網(wǎng)絡只由大型機或小型機構成。因此 ,對于 LAN 而言，個人計算機是一種必不可少的構件。 計算機互連在一起 ,當然也不可能沒有傳輸媒體，這種媒體可以是同軸電纜、雙絞線、光纜或輻射 性媒體。 第三個構件是任何一臺獨立計算機通常都不配備的網(wǎng)卡 ,也稱為網(wǎng)絡適配器 ,但在構成 LAN時 ,則是不可少的部件。 第四個構件是將計算機與傳輸媒體相連的各種連接設備 ,如 DB15 插頭座、 RJ45 插頭座等。 具備了上述四種網(wǎng)絡構件 ,便可搭成一個基本的 LAN 硬件平臺 ,如圖所示。 有了 LAN硬件環(huán)境 ,還需要控制和管理 LAN正常運行的軟件 ,即謂 NOS是在每個 PC 機原有操作系統(tǒng)上增加網(wǎng)絡所需的功能。例如 ,當需要在 LAN 上使用字處理程序時 ,用戶的感覺猶如沒有組成 LAN 一樣 ,這正是 LAN 操作發(fā)揮 了對字處理程序訪問的管理。在 LAN 情況下 ,字處理程序的一個拷貝通常保存在文件服務器中 ,并由 LAN 上的任何一個用戶共享。由上面介紹的情況可知 ,組成 LAN 需要下述 5 種基本結構 : ① 計算機 (特別是 PC 機 )。 ② 傳輸媒體 。 ③ 網(wǎng)絡適配器 。 ④ 網(wǎng)絡連接設備 。 ⑤ 網(wǎng)絡操作系統(tǒng)。 五 .網(wǎng)絡拓撲結構 網(wǎng)絡拓撲結構是指用傳輸媒體互連各種設備的物理布局。將參與 LAN 工作的各種設備用媒 體互連在一起有多種方法 ,實際上只有幾種方式能適合 LAN 的工作。 如果一個網(wǎng)絡只連接幾臺設備 ,最簡單的方法是將它們都直接相連在一起，這種連接稱為點對點連接。用這種方式形成的網(wǎng)絡稱為全互連網(wǎng)絡 ,如圖 1 所示。圖中有 6 個設備，在全互連 情況下 ,需要 15 條傳輸線路。如果要連的設備有 n 個 ,所需線路將達到 n(n1)/2 條 !顯而易見 ,這 種方式只有在涉及地理范圍不大，設備數(shù)很少的條件下才有使用的可能。即使屬于這種環(huán)境 , 在LAN 技術中也不使用。這里所以給出這種拓撲結構，是因為當需要通過互連設備 (如路由器 ) 互連多個 LAN 時 ,將有可能遇到這種廣域網(wǎng) (WAN)的互連技術。 目前大多數(shù) LAN 使用的拓撲結構有 3 種 : ① 星行拓撲結構 ② 環(huán)行拓撲結構 ③ 總線型拓撲結構 星型結構是最古老的一種連接方式，大家每天都使用的電話都屬于這種結構，如圖 3 所示。其中，為電話網(wǎng)的星型結構 ,為目前使用最普遍的以太網(wǎng)星型結構 ,處于 中心位置的網(wǎng)絡設備稱為集線器 ,英文名為 Hub。電話網(wǎng)的星行結構 ，以 Hub 為中心的結構 這種結構便于集中控制 ,因為端用戶之間的通信必須經(jīng)過中心站。由于這一特點 ,也帶來了易于維護和安全等優(yōu)點。端用戶設備因為故障而停機時也不會影響其它端用戶間的通信但這種結 構非常不利的一點是 ,中心系統(tǒng)必須具有極高的可靠性 ,因為中心系統(tǒng)一旦損壞，整個系統(tǒng)便趨于癱瘓。對此中心系統(tǒng)通常采用雙機熱備份 ,以提高系統(tǒng)的可靠性。 環(huán)型結構在 LAN 中使用較多。這種結構中的傳輸媒體從一個端用戶到另一個端用戶 ,直到將所有端用戶連成環(huán)型 ,如圖 3 所示。這種結構顯而易見消除了端用戶通信時對中心系統(tǒng)的依賴性。 環(huán)行結構的特點是 ,每個端用戶都與兩個相臨的端用戶相連 ,因而存在著點到點鏈路 ,但總是以單向方式操作。于是 ,便有上游端用戶和下游端用戶之稱。例如圖 5 中 ,用戶 N 是用戶 N+1 的上游端用戶 ,N+1 是 N 的下游端用戶。如果 N+1 端需將數(shù)據(jù)發(fā)送到 N 端，則幾乎要繞環(huán)一周才能到達 N 端。 總線結構是使用同一媒體或電纜連接所有端用戶的一種方式 ,也就是說，連接端用戶的物理媒體由所有設備共享，如圖 4 所示。使用這種結構必須解決的一個問題是確保端用戶使用媒體發(fā)送數(shù)據(jù)時不能出現(xiàn)沖突。在點到點鏈路配置時 ,這是相當簡單的。如果這條鏈路是半雙工操作，只需使用很簡單的機制便可保證兩個端用戶輪流工作。在一點到多點方式中 ,對線路的訪問依靠控制端的探詢來確定。然而，在 LAN 環(huán) 境下 ,由于所有數(shù)據(jù)站都是平等的 ,不能采取上述機制。對此，研究了一種在總線共享型網(wǎng)絡使用的媒體訪問方法 :帶有碰撞檢測的載波偵聽多路訪問 ,英文縮寫成 CSMA/CD。 這種結構具有費用低、數(shù)據(jù)端用戶入網(wǎng)靈活、站點或某個端用戶失效不影響其它站點或端用戶通信的優(yōu)點。缺點是一次僅能一個端用戶發(fā)送數(shù)據(jù)，其它端用戶必須等待到獲得發(fā)送權。媒體訪問獲取機制較復雜。盡管有上述一些缺點 ,但由于布線要求簡單 ,擴充容易 ,端用戶失效、增刪不影響全網(wǎng)工作 ,所以是 LAN 技術中使用最普遍的一種。 六 . LAN 的結構類型 LAN 的結構主要有三種類型：以太網(wǎng)（ Ether）、令牌環(huán)（ Token Ring）、令牌總線 (Token Bus）以及作為這三種網(wǎng)的骨干網(wǎng)光纖分布數(shù)據(jù)接口（ FDDI）。它們所遵循的標準都以 802 開頭 ,目前共有 11 個與局域網(wǎng)有關的標準 ,它們分別是： IEEE ── 通用網(wǎng)絡概念及網(wǎng)橋等 IEEE ── 邏輯鏈路控制等 IEEE ── CSMA/CD 訪問方法及物理層規(guī)定 IEEE ── ARC 總線結構及訪問方法 ,物理層規(guī)定 IEEE ── Token Ring 訪問方法及物理層規(guī)定等 IEEE ── 城域網(wǎng)的訪問方法及物理層規(guī)定 IEEE ── 寬帶局域網(wǎng) IEEE ── 光纖局域網(wǎng) (FDDI) IEEE ── ISDN 局域網(wǎng) IEEE ── 網(wǎng)絡的安全 IEEE ── 無線局域網(wǎng) 上述 LAN 技術各有自身的敷纜規(guī)則與工作站的連接方法，硬件需求以及各種其它部件的連接規(guī)定。 網(wǎng)絡拓撲結構有兩種類型，一個是指相互 連接的工作站的物理布局，另一個是網(wǎng)絡的工作方式。前者是人們可以看到的連接結構，后者是邏輯、操作結構，因而是不可見的，并稱之為邏輯拓撲結構。 LAN 的網(wǎng)絡拓撲結構廣泛采用的主要有總線型和環(huán)型。 LAN 使用的星型結構主要是指用雙絞線構成的網(wǎng)絡。這種使用集線器（ Hub）構成的星型網(wǎng)，實質上仍然是總線型網(wǎng)絡。